KI-Modell erkennt mehr als 170 Krebsarten

Forscher der Charité – Universitätsmedizin Berlin haben mit „crossNN“ ein KI-basiertes Diagnosemodell für 170 Krebserkrankungen entwickelt. Grundlage sind spezifische Merkmale im Erbgut der Tumore. Der Algorithmus klassifiziert laut den Experten schnell und sehr zuverlässig. Details sind in „Nature Cancer“ nachzulesen. Die Macher der KI zeigen sich überzeugt von ihrer Neuentwicklung und betonen, dass selbst eine feingewebliche Untersuchung allein keine so präzisen Diagnosen stellen kann wie das neue Modell.

Um einen unbekannten Fingerabdruck mit Tausenden bekannter Fingerabdrücke verschiedener Krebsarten zu vergleichen und einem bestimmten Tumortyp zuzuordnen, sei maschinelles Lernen nötig. KI analysiere die umfangreichen und komplexen Daten. crossNN wurde mit einer großen Anzahl an Referenztumoren trainiert und an über 5.000 Tumoren überprüft. „Unser Modell erlaubt in 99,1 Prozent aller Fälle eine sehr präzise Diagnosestellung von Hirntumoren und ist genauer als bisherige KI-Modelle“, so Studienleiter Philipp Euskirchen.

KI-Modell für Organtumore

Darüber hinaus ist auf gleiche Weise ein KI-Modell trainiert worden, das über 170 Tumorarten aus allen Organen mit einer Treffsicherheit von 97,8 Prozent unterscheiden könne. So lasse es sich über die relativ seltene Hirntumoren hinaus für Krebsleiden aller Organe anwenden.

Heute sind weit mehr Tumorarten bekannt als Organe, aus denen sie hervorgehen. Jeder Tumor hat seine eigenen Charakteristika, bestimmte Gewebemerkmale, Wachstumsraten, Stoffwechselbesonderheiten. Dennoch lassen sich Tumortypen mit ähnlichen molekularen Eigenschaften in Gruppen zusammenfassen. Von der Art des Tumors hängt entscheidend die Behandlung der jeweils individuellen Erkrankung ab. Neue, zielgerichtete Therapien sprechen bestimmte Strukturen von Tumorzellen an oder legen deren Signalwege lahm, um dem krankhaften Gewebewachstum Einhalt zu gebieten. Chemotherapien lassen sich nach Tumortyp auswählen und in ihrer Dosierung anpassen. Besonders seltene Tumorarten können möglicherweise im Rahmen von Studien mit neuartigen Therapien behandelt werden.

„Vor dem Hintergrund einer zunehmend personalisierten, sich schnell entwickelnden Krebsmedizin ist eine präzise Diagnosestellung an einem zertifizierten Tumorzentrum wegweisend für eine erfolgreiche Behandlung“, sagt Prof. Martin E. Kreis, Vorstand Krankenversorgung der Charité. Während eine umfassende molekulare, zelluläre und funktionelle Analyse eines Tumors anhand von Gewebeproben die nötigen Informationen liefert, sind Mediziner ebenso mit Fällen konfrontiert, in denen eine Entnahme von Tumorgewebe nicht möglich oder sehr riskant ist. Hinzu kommt: Auch eine feingewebliche Untersuchung allein kann keine so präzisen Diagnosen stellen wie das neue KI-Modell.